JP2023173574A

JP2023173574A - Measurement method of on-ice cornering properties of tire, system and program for generating data related to on-ice cornering properties of tire

Info

Publication number: JP2023173574A
Application number: JP2022085913A
Authority: JP
Inventors: 直大石神; Naohiro Ishigami
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2022-05-26
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2023-12-07

Abstract

To provide a technique for properly measuring cornering properties of a tire when mounted on a vehicle.SOLUTION: A measurement method of cornering properties of a tire includes: executing a measurement step of turning a vehicle, to which a sensor is fitted for detecting measurement values capable of deriving a vehicle lateral acceleration, an angular speed, a speed, a vehicle slip angle, and a steering angle, until the vehicle becomes a prescribed steering angle from a straight travel state, and detecting measurement values at multiple time points in turning by the sensor; calculating a slip angle of the tire at each time point, on the basis of the steering angle and the vehicle slip angle on each time point; calculating lateral force applied to a front wheel tire in each time point, on the basis of the speed, the vehicle lateral acceleration, the angular speed, and the slip angle of the tire in each time point; and generating data related to the cornering properties of the tire, on the basis of the lateral force and the slip angle of the tire in each of the multiple time points.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、タイヤの氷上コーナリング特性の測定方法、タイヤの氷上コーナリング特性に関するデータを生成するシステム、及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to a method for measuring ice cornering characteristics of a tire, a system for generating data regarding ice cornering characteristics of a tire, and a program.

従来、車両の旋回性能を評価する手法としてドライバーの官能評価が行われている。官能評価は、人間の感性が基準となるために評価結果にバラツキを含む可能性が高く、評価結果と評価したい物理量との関連性が曖昧であり、タイヤの設計に生かすことが難しい。 Conventionally, a driver's sensory evaluation has been performed as a method for evaluating the turning performance of a vehicle. Sensory evaluation is based on human sensibilities, so there is a high possibility that the evaluation results will include variations, and the relationship between the evaluation results and the physical quantity to be evaluated is ambiguous, making it difficult to utilize them in tire design.

特開平１１－１４７４０９号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-147409

特許文献１は、氷上路面において車両を一定半径で旋回させ、検出した車両の横方向の加速度及びヨーレートに基づいて、車両性能を含めた旋回性能を示す指標を求める技術が記載されている。しかし、指標を得ることができるものの、指標は物理量との関連がないので、タイヤのコーナリング特性（例えば、コーナリングフォースとタイヤスリップ角の関係を示すコーナリング曲線など）を得ることができない。 Patent Document 1 describes a technique for making a vehicle turn at a constant radius on an icy road surface and obtaining an index indicating turning performance including vehicle performance based on the detected lateral acceleration and yaw rate of the vehicle. However, although an index can be obtained, since the index has no relation to physical quantities, it is not possible to obtain the cornering characteristics of a tire (for example, a cornering curve showing the relationship between cornering force and tire slip angle).

一方、タイヤのコーナリング特性を測定する方法として、タイヤを台上で走らせる台上試験機を用いることが挙げられる。しかし、台上試験機において氷上コーナリングを再現すべく、氷盤路を長距離作成して測定することが困難であり、また、内面ドラムに氷盤を形成して測定したとしても接地面が平坦でなくドラムの径に応じた湾曲形状であるために、実車装着時のタイヤの氷上コーナリング特性を正確に測定することができない。 On the other hand, one method for measuring the cornering characteristics of a tire is to use a bench tester in which the tire is run on a bench. However, it is difficult to create and measure ice floes over long distances in order to reproduce cornering on ice using a bench test machine, and even if an ice floe is formed on the inner drum and measurements are taken, the ground contact surface is flat. However, since the tire has a curved shape that corresponds to the diameter of the drum, it is not possible to accurately measure the cornering characteristics of the tire on ice when it is mounted on an actual vehicle.

他の方法として、タイヤを装着するホイール自体に力センサが設けられたホイール６分力計を用いることで、タイヤに作用する力を計測可能になるが、タイヤ毎でリム組み換えが必要となり、組み換え作業中の間に路面状況が変化してしまうおそれがあり、同条件の試験が難しくなる。また、６分力計用ホイール自体の質量およびアンプ類の質量により、タイヤの荷重やホイールアライメントが一般的なホイール装着時と異なってしまうおそれがある。 Another method is to use a wheel six-component force meter that has a force sensor installed on the wheel itself, which makes it possible to measure the force acting on the tire, but this requires recombining the rim for each tire. There is a risk that the road surface conditions may change during the work, making it difficult to test under the same conditions. Furthermore, due to the mass of the six-component force meter wheel itself and the mass of the amplifiers, there is a risk that the tire load and wheel alignment will be different from when a general wheel is mounted.

本開示は、実車装着時のタイヤのコーナリング特性を適切に計測可能とする技術を提供する。 The present disclosure provides a technology that enables appropriate measurement of the cornering characteristics of a tire when mounted on an actual vehicle.

本開示のタイヤのコーナリング特性の測定方法は、車両横方向加速度、角速度、速度、車両スリップ角および操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサが取り付けられた車両を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中における複数時点の前記計測値を前記センサで検出する計測工程を実行することと、各々の前記時点における前記操舵角及び前記車両スリップ角に基づいて、各々の前記時点におけるタイヤのスリップ角を算出することと、各々の前記時点における前記速度、前記車両横方向加速度、前記角速度、および前記タイヤのスリップ角に基づいて、各々の前記時点における前輪タイヤに作用する横方向の力を算出することと、前記複数時点それぞれの前記横方向の力と前記タイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成することと、を含む。 The method for measuring the cornering characteristics of a tire according to the present disclosure includes a method of measuring the cornering characteristics of a tire by moving a vehicle, which is equipped with a sensor that detects measured values from which vehicle lateral acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle can be derived, from a straight-ahead state to a predetermined steering angle. executing a measurement step of turning the vehicle until it reaches a corner, and detecting the measured values at a plurality of points during the turn with the sensor; calculating the slip angle of the tire at each point in time; and calculating the lateral force acting on the front tire at each point in time based on the speed, the vehicle lateral acceleration, the angular velocity, and the slip angle of the tire at each point in time. calculating a directional force; and generating data regarding tire cornering characteristics based on the lateral force and the tire slip angle at each of the plurality of points in time.

本実施形態のシステムの構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a system according to the present embodiment. 車両２に取り付けられるセンサ３に関する平面視の説明図。FIG. 2 is an explanatory plan view of a sensor 3 attached to a vehicle 2. FIG. タイヤのコーナリング特性の測定方法を示すフローチャート。1 is a flowchart showing a method for measuring tire cornering characteristics. 車両の速度を時間経過と共に示すグラフ。A graph showing the speed of a vehicle over time. 操舵角を時間経過と共に示すグラフ。A graph showing the steering angle over time. 算出した前輪タイヤのスリップ角を時間経過と共に示すグラフ。A graph showing the calculated slip angle of the front tires over time. 算出したタイヤの横方向の力Ｆ_ｆを時間経過と共に示すグラフ。A graph showing the calculated lateral force F _f of the tire over time. ４輪を前輪と後輪の２輪にした簡易車両モデルを示す図。The figure which shows the simple vehicle model which has two wheels, a front wheel and a rear wheel, instead of four wheels. 縦軸にタイヤに作用する横方向の力Ｆｆを示し、横軸をタイヤのスリップ角とした図。The vertical axis shows the lateral force Ff acting on the tire, and the horizontal axis shows the slip angle of the tire.

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

［システム］
本実施形態のシステムは、タイヤの氷上コーナリング特性を測定するために用いられる。タイヤの氷上コーナリング特性は、例えば、コーナリングフォースとタイヤのスリップ角との関係を示すコーナリング曲線などで表現できる。図１に示すように、システムは、車両２に取り付けられるセンサ３の検出結果を処理する処理部１を含む。処理部１は、センサ３の検出結果に基づいてタイヤの氷上コーナリング特性に関するデータを生成する。処理部１は、１つのコンピュータで実装してもよいし、クラウドにおける１又は複数のコンピュータで実装してもよい。 [system]
The system of this embodiment is used to measure the ice cornering characteristics of a tire. The ice cornering characteristics of a tire can be expressed, for example, by a cornering curve that shows the relationship between cornering force and tire slip angle. As shown in FIG. 1, the system includes a processing unit 1 that processes detection results of a sensor 3 attached to a vehicle 2. The processing unit 1 generates data regarding the ice cornering characteristics of the tire based on the detection results of the sensor 3. The processing unit 1 may be implemented using one computer, or may be implemented using one or more computers in the cloud.

図２は、車両２に取り付けられるセンサ３に関する平面視の説明図である。本実施形態では、トラックである車両２（４輪自動車）にセンサ３を取り付けているが、これに限定されず、乗用車であってもよい。センサ３が検出する計測値は、車両２の加速度、角速度、速度、車両スリップ角、操舵角を導出可能な物理量であればよい。図２では、前輪のタイヤ２０が右に向く右旋回状態を示し、車両２に設けられたセンサ３の位置を模式的に示している。本実施形態のセンサ３は、加速度センサ３０、角速度センサ３１、操舵角計３２、光学式の車両スリップ角計３３、速度計として車両前後に設けた２つのＧＰＳ（３４）を含む。加速度センサ３０から車両２の上下方向、横方向（左右方向）および前後方向の加速度が得られる。角速度センサ３１から車両２の上下方向、横方向および前後方向の角速度が得られる。操舵角計３２からハンドルの回転角度である操舵角が得られる。車両スリップ角計３３から車両スリップ角が得られる。ＧＰＳ（３４）から車両の速度が得られる。センサ３の具体例は種々変更可能であり、これらの組み合わせに限定されない。センサ３（各センサ３０～３４）で検出された計測値は、車両２に設けられた記録装置３５に記憶される。
なお、本実施形態では、タイヤ２０が組み込まれているリム（ホイール）に作用する力を検出する力センサを設けておらず、車輪を支える車軸に作用する力を検出する力センサを設けておらず、タイヤに作用する力を直接計測するセンサを設けていない。 FIG. 2 is an explanatory plan view of the sensor 3 attached to the vehicle 2. As shown in FIG. In this embodiment, the sensor 3 is attached to the vehicle 2 (four-wheeled vehicle), which is a truck, but the sensor 3 is not limited to this, and may be a passenger car. The measured value detected by the sensor 3 may be any physical quantity from which the acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle of the vehicle 2 can be derived. FIG. 2 shows a right-turning state in which the front tire 20 faces to the right, and schematically shows the position of the sensor 3 provided on the vehicle 2. The sensor 3 of this embodiment includes an acceleration sensor 30, an angular velocity sensor 31, a steering angle meter 32, an optical vehicle slip angle meter 33, and two GPS (34) provided as speed meters at the front and rear of the vehicle. The acceleration sensor 30 obtains the acceleration of the vehicle 2 in the vertical direction, lateral direction (left-right direction), and longitudinal direction. The angular velocity of the vehicle 2 in the vertical, lateral, and longitudinal directions is obtained from the angular velocity sensor 31 . The steering angle, which is the rotation angle of the steering wheel, is obtained from the steering angle meter 32. The vehicle slip angle is obtained from the vehicle slip angle meter 33. The speed of the vehicle is obtained from the GPS (34). Specific examples of the sensor 3 can be changed in various ways, and are not limited to these combinations. The measured values detected by the sensor 3 (each sensor 30 to 34) are stored in a recording device 35 provided in the vehicle 2.
Note that in this embodiment, a force sensor that detects the force acting on the rim (wheel) in which the tire 20 is installed is not provided, and a force sensor that detects the force acting on the axle that supports the wheel is not provided. First, there is no sensor that directly measures the force acting on the tire.

図１に示すように、システムの処理部１は、取得部１０と、スリップ角算出部１１と、横力算出部１２と、データ生成部１３と、を有する。これら各部１０～１３は、プロセッサ１ａ、メモリ１ｂ、各種インターフェイス等を備えたコンピュータにおいて予め記憶されている図２に示す処理ルーチンをプロセッサ１ａが実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。本実施形態では、１つの装置におけるプロセッサ１ａが各部を実現しているが、これに限定されない。例えば、ネットワークを用いて分散させ、複数のプロセッサが各部の処理を実行するように構成してもよい。すなわち、１又は複数のプロセッサが処理を実行する。メモリ１ｂは、センサ３が検出した複数時点の計測値、車両諸元（車両質量、ヨー慣性モーメント、重心から前輪軸までの距離、重心から後輪軸までの距離など）、スリップ角算出部１１が算出したタイヤのスリップ角、横力算出部１２が算出したタイヤの横方向に作用する力、データ生成部１３が生成したタイヤのコーナリング特性に関するデータなどを記憶する。 As shown in FIG. 1, the processing section 1 of the system includes an acquisition section 10, a slip angle calculation section 11, a lateral force calculation section 12, and a data generation section 13. These units 10 to 13 are realized by cooperation of software and hardware by the processor 1a executing the processing routine shown in FIG. 2 that is stored in advance in a computer equipped with a processor 1a, a memory 1b, various interfaces, etc. be done. In this embodiment, each part is realized by the processor 1a in one device, but the invention is not limited to this. For example, it may be distributed using a network so that a plurality of processors execute the processing of each part. That is, one or more processors execute processing. The memory 1b stores measurement values at multiple times detected by the sensor 3, vehicle specifications (vehicle mass, yaw moment of inertia, distance from the center of gravity to the front wheel axle, distance from the center of gravity to the rear wheel axle, etc.), and the slip angle calculation unit 11. The calculated slip angle of the tire, the force acting on the tire in the lateral direction calculated by the lateral force calculation unit 12, the data regarding the cornering characteristics of the tire generated by the data generation unit 13, etc. are stored.

［タイヤのコーナリング特性の測定方法］
図３を用いて、タイヤのコーナリング特性の測定方法について説明する。 [Method of measuring tire cornering characteristics]
A method for measuring tire cornering characteristics will be explained using FIG. 3.

ステップＳＴ１において、センサ３が取り付けられた車両２を、直線走行状態から所定舵角になるまで氷上路面で旋回させ、旋回中における複数時点の計測値をセンサで検出する計測工程を実行する。本実施形態においては、時速約８ｋｍで直進走行する車両２を、舵角が０度から７２０度（ハンドル約２回転）になるまで舵角の単位時間あたりの変化量が一定になるようにハンドルを回して旋回させた。舵角が所定舵角になるまでに約７．５秒経過した。なお、舵角の変化量が一定になることを目標にしているが、人手であるので厳密には一定ではない。センサ３は、０．０１秒間隔の複数の計測時点で計測する。本実施形態では、計測工程において、車両２を氷上路面で旋回させている。 In step ST1, the vehicle 2 to which the sensor 3 is attached is made to turn on an icy road surface from a straight-line running state until a predetermined steering angle is reached, and a measurement process is performed in which the sensor detects measured values at multiple points in time during the turn. In this embodiment, a vehicle 2 traveling straight at about 8 km/h is steered so that the amount of change in steering angle per unit time is constant from 0 degrees to 720 degrees (approximately 2 turns of the steering wheel). and rotated it. Approximately 7.5 seconds passed before the steering angle reached the predetermined steering angle. Although the goal is for the amount of change in the steering angle to be constant, it is not strictly constant because it is done manually. The sensor 3 measures at multiple measurement points at intervals of 0.01 seconds. In this embodiment, the vehicle 2 is turned on an icy road surface in the measurement process.

次のステップＳＴ２において、システムの取得部１０は、旋回中にセンサ３で検出した複数時点の計測値を取得する。取得した計測値は、メモリ１ｂに記憶される。取得部１０は、ユーザによってシステムに接続された記録装置３５から計測値を受け付けてもよいし、記録装置３５とネットワークを介して通信可能に接続され、自動的に計測値を取得するようにしてもよい。図４は、車両の速度を時間経過と共に示すグラフである。図５は、操舵角を時間経過と共に示すグラフである。 In the next step ST2, the acquisition unit 10 of the system acquires measurement values at multiple points in time detected by the sensor 3 during turning. The acquired measurement values are stored in the memory 1b. The acquisition unit 10 may receive measured values from a recording device 35 connected to the system by a user, or may be communicably connected to the recording device 35 via a network to automatically acquire measured values. Good too. FIG. 4 is a graph showing the speed of the vehicle over time. FIG. 5 is a graph showing the steering angle over time.

次のステップＳＴ３において、スリップ角算出部１１は、各々の時点における操舵角及び車両スリップ角に基づいて、各々の時点におけるタイヤのスリップ角を算出する。車両スリップ角（車両２の重心位置における車両スリップ角）は、図８に示すように、車両２の重心位置における速度ベクトルの方向（車両２の進行方向）と車両２の向き（前方）との間の角度βを表す。操舵角によって車両に対するタイヤの向きが定まっているので、車両に対するタイヤの向き（角度）と操舵角とを予め関連付けたデータに基づいて、操舵角からタイヤの向き（角度）を特定（又は算出）する。車両スリップ角計３３の装着位置はあらかじめ定まっているので、車両スリップ角計３３の計測データと、自動車工学の円旋回の幾何学的関係から、タイヤ位置における車両スリップ角が分かる。そして、前輪タイヤ位置におけるスリップ角とタイヤの向き（角度δ）とを演算することで、タイヤの進行方向（車両の進行方向でもある）とタイヤの向きとの間の角度を表すタイヤスリップ角が算出可能となる。算出された各時点のタイヤスリップ角はメモリ１ｂに記憶される。図６は、算出した前輪タイヤのスリップ角を時間経過と共に示すグラフである。 In the next step ST3, the slip angle calculation unit 11 calculates the tire slip angle at each time point based on the steering angle and vehicle slip angle at each time point. As shown in FIG. 8, the vehicle slip angle (vehicle slip angle at the center of gravity of the vehicle 2) is determined by the relationship between the direction of the velocity vector at the center of gravity of the vehicle 2 (the traveling direction of the vehicle 2) and the direction of the vehicle 2 (forward). represents the angle β between Since the orientation of the tires relative to the vehicle is determined by the steering angle, the orientation (angle) of the tires can be determined (or calculated) from the steering angle based on data that associates the orientation (angle) of the tires relative to the vehicle with the steering angle in advance. do. Since the mounting position of the vehicle slip angle meter 33 is determined in advance, the vehicle slip angle at the tire position can be determined from the measurement data of the vehicle slip angle meter 33 and the geometric relationship of circular turning in automobile engineering. Then, by calculating the slip angle at the front tire position and the tire orientation (angle δ), the tire slip angle, which represents the angle between the tire traveling direction (which is also the vehicle traveling direction) and the tire orientation, is calculated. Calculation becomes possible. The calculated tire slip angle at each point in time is stored in the memory 1b. FIG. 6 is a graph showing the calculated slip angle of the front tires over time.

次のステップＳＴ４において、横力算出部１２は、各々の時点における速度、車両横方向加速度、角速度、およびタイヤのスリップ角に基づいて、各々の時点における前輪タイヤに作用する横方向の力（コーナリングフォース）を算出する。前輪タイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆの算出は、車両の運動方程式（１）を用いて算出する。
Ｆ_ｆはタイヤに作用する横方向の力（コーナリングフォース）を表し、ｍは車両質量を表し、Ａ_ｙは車両横方向加速度を表し、Ｌ_ｆは重心から前輪軸までの距離を表し、Ｌ_ｒは重心から後輪軸までの距離を表し、Ｖは車両速度を表し、γは角速度（ヨーレート）を表し、Ｉ_Ｚはヨー慣性モーメントを表す。γ’はヨーレートγの微分値を表す。図７は、算出したタイヤの横方向の力Ｆ_ｆを時間経過と共に示すグラフである。図７の算出条件として、実施例の車両諸元に基づいて、ｍ＝１１２７０ｋｇ、Ｉ_Ｚ＝３５０００［ｋｇｍ^２］、Ｌ_ｆ＝３．８ｍ、Ｌ_ｒ＝２．９ｍとしている。 In the next step ST4, the lateral force calculation unit 12 calculates the lateral force (cornering force). The lateral force F _f acting on the front tires is calculated using the equation of motion (1) of the vehicle.
F _f represents the lateral force (cornering force) acting on the tire, m represents the vehicle mass, A _y represents the vehicle lateral acceleration, L _f represents the distance from the center of gravity to the front wheel axis, and L _r represents the distance from the center of gravity to the rear wheel axle, V represents the vehicle speed, γ represents the angular velocity (yaw rate), and _IZ represents the yaw moment of inertia. γ' represents the differential value of the yaw rate γ. FIG. 7 is a graph showing the calculated lateral force F _f of the tire over time. As calculation conditions for FIG. 7, m = 11270 kg, I _Z = 35000 [kgm ² ], L _f = 3.8 m, and L _r = 2.9 m, based on the vehicle specifications of the example.

式（１）は、図８に示す簡易車両モデルに基づき、式（２）に示す横方向の運動方程式、及び、式（３）に示す回転の運動方程式から導出している。図８は、４輪を前輪と後輪の２輪にした簡易車両モデルを示す図である。図８では、車両の進行方向を速度Ｖと共に矢印で示し、前輪２０が車両の向きに対して角度δ右に傾斜しており、重心位置Ｇでの角速度（ヨーレート）がγで示され、車両スリップ角βが示され。前輪２０に作用する横方向の力Ｆ_ｆ、後輪２０’に作用する横方向の力Ｆ_ｒ、車両横方向加速度Ａ_ｙは図示の通りである。式（２）のβ’及び式（３）のγ’はそれぞれ、車両スリップ角βの微分値、ヨーレートγの微分値を表す。
Equation (1) is derived from the lateral equation of motion shown in Equation (2) and the rotational equation of motion shown in Equation (3), based on the simple vehicle model shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing a simple vehicle model in which four wheels are replaced by two wheels, a front wheel and a rear wheel. In FIG. 8, the traveling direction of the vehicle is indicated by an arrow along with the speed V, the front wheels 20 are inclined at an angle δ to the right with respect to the direction of the vehicle, the angular velocity (yaw rate) at the center of gravity position G is indicated by γ, and the vehicle The slip angle β is shown. The lateral force F _f acting on the front wheel 20, the lateral force F _r acting on the rear wheel 20', and the vehicle lateral acceleration A _y are as shown in the figure. β' in equation (2) and γ' in equation (3) represent the differential value of the vehicle slip angle β and the differential value of the yaw rate γ, respectively.

次のステップＳＴ５において、データ生成部１３は、複数時点それぞれのタイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成する。具体的な一例として、データ生成部１３は、複数時点それぞれの横方向の力Ｆ_ｆ及びタイヤのスリップ角度に対して、タイヤに作用する横方向の力とタイヤのスリップ角との関係を表す近似式をフィッティングして、タイヤのコーナリング曲線を表す近似式を取得している。具体的には、式（４）に示すマジックフォーミュラ式による近似式をフィティングして、係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを算出する。係数Ａは、最大コーナリングフォース（ＣＦＭａｘ値）に関するので、複数のタイヤにおいて係数Ａを比較することが可能である。係数Ｂ，Ｃ，Ｄは、コーナリングスティフィネスに関する係数であり、これらはタイヤのスリップ角に対する力の立ち上がり具合を説明可能な係数である。
In the next step ST5, the data generation unit 13 generates data regarding the cornering characteristics of the tire based on the lateral force F _f acting on the tire at each of a plurality of points in time and the slip angle of the tire. As a specific example, the data generation unit 13 generates an approximation representing the relationship between the lateral force acting on the tire and the tire slip angle, with respect to the lateral force F _f and the tire slip angle at each of a plurality of points in time. By fitting the equation, an approximate equation representing the cornering curve of the tire is obtained. Specifically, coefficients A, B, C, and D are calculated by fitting an approximate expression based on the magic formula shown in Equation (4). Since the coefficient A relates to the maximum cornering force (CFMax value), it is possible to compare the coefficient A for a plurality of tires. Coefficients B, C, and D are coefficients related to cornering stiffness, and are coefficients that can explain how the force increases with respect to the slip angle of the tire.

図９は、縦軸にタイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆを示し、横軸をタイヤのスリップ角とした図であり、複数時点それぞれの計測値を点で示し、点線がフィッティング完了した近似式を示している。図９の例は、１回の計測工程によって収集したデータに対して近似式をフィッティングしているが、複数回の計測工程によって収集したデータに対して近似式をフィッティングしてもよい。そうすると、精度を向上させることが可能となる。 FIG. 9 is a diagram in which the vertical axis shows the lateral force F _f acting on the tire, and the horizontal axis shows the slip angle of the tire. Measured values at multiple points in time are shown as points, and the dotted line is an approximation of the completed fitting. The formula is shown. In the example of FIG. 9, the approximate formula is fitted to data collected in one measurement process, but the approximate formula may be fitted to data collected in multiple measurement processes. This makes it possible to improve accuracy.

［１］
以上のように、本実施形態のタイヤのコーナリング特性の測定方法は、車両横方向加速度Ａｙ、角速度γ、速度Ｖ、車両スリップ角βおよび操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサ３が取り付けられた車両２を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中における複数時点の計測値をセンサ３で検出する計測工程を実行することと、各々の時点における操舵角及び車両スリップ角に基づいて、各々の時点におけるタイヤのスリップ角を算出することと、各々の時点における速度Ｖ、車両横方向加速度Ａ_ｙ、角速度γ、およびタイヤのスリップ角に基づいて、各々の時点における前輪タイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆを算出することと、複数時点それぞれの横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成することと、を含む、としてもよい。 [1]
As described above, in the method for measuring the cornering characteristics of a tire according to the present embodiment, the sensor 3 that detects measured values from which vehicle lateral acceleration Ay, angular velocity γ, speed V, vehicle slip angle β, and steering angle can be derived is installed. The vehicle 2 is rotated from a straight running state until it reaches a predetermined steering angle, and the sensor 3 detects measured values at multiple points in time during the turn. calculate the slip angle of the tire at each point in time based on the angle, and calculate the slip angle of the front wheel at each point in time based on the speed V, vehicle lateral acceleration A _y , angular velocity γ, and slip angle of the tire at each point in time. calculating a lateral force F _f acting on the tire; and generating data regarding cornering characteristics of the tire based on the lateral force F _f and the slip angle of the tire at each of the plurality of points in time. , may also be used.

このように、ホイール６分力計などのようなタイヤに作用する力を計測するセンサを用いなくても、車両の加速度、角速度、速度、車両スリップ角、操舵角を導出可能な計測値をセンサで測定すれば、実車に装着したタイヤに作用する横方向の力を算出でき、コーナリング曲線を得ることが可能となる。 In this way, the sensor can derive measurement values that can derive vehicle acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle without using a sensor that measures the force acting on the tire, such as a six-component wheel force meter. By measuring this, it is possible to calculate the lateral force acting on the tires mounted on the actual vehicle, and it is possible to obtain the cornering curve.

［２］
上記［１］に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法は、複数時点それぞれの横方向の力Ｆ_ｆ及びタイヤのスリップ角度に対して、タイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角との関係を表す近似式をフィッティングして、タイヤのコーナリング曲線を表す近似式を取得することを更に含む、としてもよい。
複数時点で構成されるデータは離散データであるので、近似式を取得することで、複数のタイヤのコーナリング曲線を比較しやすくなり、利便性を向上可能となる。 [2]
The method for measuring the cornering characteristics of a tire described in [1] above involves measuring the lateral force F _f acting on the tire and the tire slip angle with respect to the lateral force F _f and the tire slip angle at each of multiple points in time. The method may further include fitting an approximate expression expressing the relationship between the tire and the cornering curve of the tire to obtain an approximate expression expressing the cornering curve of the tire.
Since data composed of multiple points in time is discrete data, obtaining an approximate formula makes it easier to compare the cornering curves of multiple tires, making it possible to improve convenience.

［３］
上記［２］に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法において、車両を直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させるまでの間にセンサ３で計測する前記計測工程を複数回実行し、複数回の計測工程で得られる計測結果に対して、タイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角との関係を表す近似式をフィッティングして、タイヤのコーナリング曲線を表す近似式を取得する、としてもよい。
複数回の計測工程で得られる計測結果に対してフィッティングすることで、得られるコーナリング曲線の精度を高めることが可能となる。 [3]
In the method for measuring cornering characteristics of a tire described in [2] above, the measurement step of measuring with the sensor 3 is performed multiple times while the vehicle is turned from a straight running state to a predetermined steering angle, and An approximate equation representing the relationship between the lateral force F _f acting on the tire and the slip angle of the tire is fitted to the measurement results obtained in the measurement process to obtain an approximate equation representing the cornering curve of the tire. , may also be used.
By fitting the measurement results obtained through multiple measurement steps, it is possible to improve the accuracy of the obtained cornering curve.

［４］
上記［２］又は［３］に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法において、近似式は、マジックフォーミュラ式で表される、としてもよい。
また、近似式は、式（４）で表される、としてもよい。
係数として、最大コーナリングフォース（ＣＦＭａｘ）に関する係数Ａと、コーナリングスティフィネスに関する係数Ｂ，Ｃ，Ｄが得られるので、他のタイヤとの比較が容易となる。 [4]
In the method for measuring cornering characteristics of a tire described in [2] or [3] above, the approximate expression may be expressed by a magic formula expression.
Further, the approximate expression may be expressed by Expression (4).
Since the coefficients A regarding the maximum cornering force (CFMax) and the coefficients B, C, and D regarding the cornering stiffness are obtained as coefficients, comparison with other tires is facilitated.

［５］
タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成するシステムは、車両横方向加速度Ａ_ｙ、角速度γ、速度Ｖ、車両スリップ角βおよび操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサ３が取り付けられた車両２を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中にセンサ３で検出した複数時点の計測値を取得する取得部１０と、各々の時点における操舵角及び車両スリップ角βに基づいて、各々の時点におけるタイヤのスリップ角を算出するスリップ角算出部１１と、各々の時点における速度Ｖ、車両横方向加速度Ａ_ｙ、角速度γ、およびタイヤのスリップ角に基づいて、各々の時点における前輪タイヤに作用する横方向の力Ｆ_ｆを算出する横力算出部１２と、複数時点それぞれの横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成するデータ生成部１３と、を備える、としてもよい。 [5]
The system for generating data regarding cornering characteristics of tires includes a vehicle 2 equipped with a sensor 3 that detects measured values from which vehicle lateral acceleration A _y , angular velocity γ, velocity V, vehicle slip angle β, and steering angle can be derived. , an acquisition unit 10 that turns from a straight running state until a predetermined steering angle is reached, and acquires measured values at multiple points in time detected by the sensor 3 during the turning, and based on the steering angle and vehicle slip angle β at each point in time, A slip angle calculation unit 11 that calculates the slip angle of the tire at each time point, and a slip angle calculation unit 11 that calculates the slip angle of the front tire at each time point based on the speed V, vehicle lateral acceleration A _y , angular velocity γ, and tire slip angle at each time point. a lateral force calculation unit 12 that calculates the lateral force F _f acting on the lateral force F f; and a data generation unit 12 that generates data regarding the cornering characteristics of the tire based on the lateral force F _f and the slip angle of the tire at each of a plurality of points in time. It is good also as including the part 13.

［６］
プログラムは、車両横方向加速度Ａ_ｙ、角速度γ、速度Ｖ、車両スリップ角βおよび操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサ３が取り付けられた車両２を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中にセンサ３で検出した複数時点の計測値を取得することと、各々の時点における操舵角及び車両スリップ角βに基づいて、各々の時点におけるタイヤのスリップ角を算出することと、各々の時点における速度Ｖ、車両横方向加速度Ａ_ｙ、角速度γ、およびタイヤのスリップ角に基づいて、各々の時点における前輪タイヤに作用する横方向の力を算出することと、複数時点それぞれの横方向の力Ｆ_ｆとタイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成することと、を１又は複数のプロセッサに実行させる、としてもよい。 [6]
The program changes the vehicle 2, which is equipped with a sensor 3 that detects measured values from which vehicle lateral acceleration A _y , angular velocity γ, velocity V, vehicle slip angle β, and steering angle can be derived, from a straight-ahead running state to a predetermined steering angle. The tire slip angle at each time point is calculated based on the steering angle and vehicle slip angle β at each time point. and calculating the lateral force acting on the front tires at each time point based on the speed V, the vehicle lateral acceleration A _y , the angular velocity γ, and the tire slip angle at each time point. The one or more processors may generate data regarding cornering characteristics of the tire based on the respective lateral force F _f and the slip angle of the tire.

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above based on the drawings, it should be understood that the specific configuration is not limited to these embodiments. The scope of the present disclosure is indicated not only by the description of the embodiments described above but also by the claims, and further includes all changes within the meaning and scope equivalent to the claims.

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 It is possible to apply the structure adopted in each of the above embodiments to any other embodiment. The specific configuration of each part is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present disclosure.

（Ａ）システムは、センサ３を含まずに処理部１を含むとしてもよい。また、システムは、センサ３と、処理部１とを含むとしてもよい。システムがセンサ３を含まない場合に、車両２に取り付けられたセンサ３の検出結果を人がシステムに入力する、としてもよい。 (A) The system may include the processing section 1 without including the sensor 3. Further, the system may include the sensor 3 and the processing section 1. If the system does not include the sensor 3, a person may input the detection results of the sensor 3 attached to the vehicle 2 into the system.

（Ｂ）近似式は、マジックフォーミュラに基づく上記式（４）に限定されない。例えば、マジックフォーミュラに基づき他の式であってもよい。また、マジックフォーミュラではなく、ブラシモデルに基づく近似式を使用してもよい。 (B) The approximate formula is not limited to the above formula (4) based on the magic formula. For example, other formulas based on the magic formula may be used. Furthermore, instead of the magic formula, an approximate formula based on a brush model may be used.

（Ｃ）センサ３は、上記実施形態で述べたものに限定されない。例えば、上記実施形態における車両スリップ角計３３は光学式センサであり、路面を観察して車両の進行方向を検出するが、路面を検出する光学式センサに限定されない。例えば、複数のＧＰＳセンサを用いて各々のセンサの移動方向を検出し、各々のセンサの移動方向に基づいて車両スリップ角βを導出してもよい。 (C) The sensor 3 is not limited to that described in the above embodiment. For example, the vehicle slip angle meter 33 in the above embodiment is an optical sensor that observes the road surface and detects the traveling direction of the vehicle, but is not limited to an optical sensor that detects the road surface. For example, a plurality of GPS sensors may be used to detect the moving direction of each sensor, and the vehicle slip angle β may be derived based on the moving direction of each sensor.

（Ｄ）上記実施形態では、データ生成部１３が、複数時点の計測データに対して近似式をフィッティングしているが、複数時点の計測データ自体がタイヤのコーナリング特性に関するデータであるので、近似式を生成しない、としてもよい。 (D) In the above embodiment, the data generation unit 13 fits the approximate formula to the measured data at multiple points in time, but since the measured data at multiple points in time itself is data related to the cornering characteristics of the tire, the approximate formula It is also possible to not generate .

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。 For example, the execution order of each process such as operation, procedure, step, and stage in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, specification, and drawings is such that the output of the previous process is They can be implemented in any order unless used in processing. Even if "first", "next", etc. are used to explain the claims, specification, and flows in the drawings for convenience, this does not mean that they must be executed in this order. .

図１に示す各部は、所定プログラムを１又は複数のプロセッサで実行することで実現しているが、各部を専用メモリや専用回路で構成してもよい。上記実施形態のシステムは、一つのコンピュータのプロセッサ１ａにおいて各部が実装されているが、各部を分散させて、複数のコンピュータやクラウドで実装してもよい。すなわち、上記方法を１又は複数のプロセッサで実行してもよい。 Each part shown in FIG. 1 is realized by executing a predetermined program by one or more processors, but each part may be configured by a dedicated memory or a dedicated circuit. In the system of the above embodiment, each part is implemented in the processor 1a of one computer, but each part may be distributed and implemented in multiple computers or in the cloud. That is, the above method may be executed by one or more processors.

システムは、プロセッサ１ａを含む。例えば、プロセッサ１ａは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、またはコンピュータ実行可能命令の実行が可能なその他の処理ユニットとすることができる。また、システムは、システムのデータを格納するためのメモリ１ｂを含む。一例では、メモリ１ｂは、コンピュータ記憶媒体を含み、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤまたはその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のデータを格納するために用いることができ、そしてシステムがアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。 The system includes a processor 1a. For example, processor 1a may be a central processing unit (CPU), microprocessor, or other processing unit capable of executing computer-executable instructions. The system also includes a memory 1b for storing system data. In one example, memory 1b includes a computer storage medium, such as RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, DVD or other optical disk storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage or other It includes a magnetic storage device or any other medium that can be used to store the desired data and that can be accessed by the system.

１…処理部、１０…取得部、１１…スリップ角算出部、１２…横力算出部、１３…データ生成部、２…車両、３…センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Processing part, 10... Acquisition part, 11... Slip angle calculation part, 12... Lateral force calculation part, 13... Data generation part, 2... Vehicle, 3... Sensor.

Claims

車両横方向加速度、角速度、速度、車両スリップ角および操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサが取り付けられた車両を、直進走行状態から所定舵角になるまで氷上路面で旋回させ、旋回中における複数時点の前記計測値を前記センサで検出する計測工程を実行することと、
各々の前記時点における前記操舵角及び前記車両スリップ角に基づいて、各々の前記時点におけるタイヤのスリップ角を算出することと、
各々の前記時点における前記速度、前記車両横方向加速度、前記角速度、および前記タイヤのスリップ角に基づいて、各々の前記時点における前輪タイヤに作用する横方向の力を算出することと、
前記複数時点それぞれの前記横方向の力と前記タイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成することと、
を含む、タイヤのコーナリング特性の測定方法。 A vehicle equipped with sensors that detect measured values from which vehicle lateral acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle can be derived is made to turn on an icy road surface from a straight-ahead state until a predetermined steering angle is reached, and while turning. performing a measurement step of detecting the measured values at a plurality of points in time with the sensor;
Calculating a tire slip angle at each of the time points based on the steering angle and the vehicle slip angle at each of the time points;
calculating a lateral force acting on a front tire at each point in time based on the speed, the vehicle lateral acceleration, the angular velocity, and the slip angle of the tire at each point in time;
generating data regarding tire cornering characteristics based on the lateral force and slip angle of the tire at each of the plurality of points in time;
Methods for measuring tire cornering characteristics, including:

前記複数時点それぞれの前記横方向の力及び前記タイヤのスリップ角度に対して、前記タイヤに作用する横方向の力と前記タイヤのスリップ角との関係を表す近似式をフィッティングして、タイヤのコーナリング曲線を表す近似式を取得することを更に含む、請求項１に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法。 Cornering of the tire is performed by fitting an approximate expression representing the relationship between the lateral force acting on the tire and the slip angle of the tire to the lateral force and slip angle of the tire at each of the plurality of points in time. The method for measuring cornering characteristics of a tire according to claim 1, further comprising obtaining an approximate expression representing the curve.

前記車両を直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させるまでの間に前記センサで計測する前記計測工程を複数回実行し、前記複数回の計測工程で得られる計測結果に対して、前記タイヤに作用する横方向の力と前記タイヤのスリップ角との関係を表す近似式をフィッティングして、タイヤのコーナリング曲線を表す近似式を取得する、請求項２に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法。 The measurement step of measuring with the sensor is performed a plurality of times while the vehicle is turned from a straight running state to a predetermined steering angle, and the measurement results obtained in the plurality of measurement steps are compared with the tire The method for measuring cornering characteristics of a tire according to claim 2, wherein an approximate equation representing a relationship between a lateral force acting on a tire and a slip angle of the tire is fitted to obtain an approximate equation representing a cornering curve of the tire. .

前記近似式は、マジックフォーミュラ式で表される、請求項２又は３に記載のタイヤのコーナリング特性の測定方法。 The method for measuring cornering characteristics of a tire according to claim 2 or 3, wherein the approximate formula is expressed by a magic formula formula.

車両横方向加速度、角速度、速度、車両スリップ角および操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサが取り付けられた車両を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中に前記センサで検出した複数時点の前記計測値を取得する取得部と、
各々の前記時点における前記操舵角及び前記車両スリップ角に基づいて、各々の前記時点におけるタイヤのスリップ角を算出するスリップ角算出部と、
各々の前記時点における前記速度、前記車両横方向加速度、前記角速度、および前記タイヤのスリップ角に基づいて、各々の前記時点における前輪タイヤに作用する横方向の力を算出する横力算出部と、
前記複数時点それぞれの前記横方向の力と前記タイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成するデータ生成部と、
を備える、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成するシステム。 A vehicle equipped with a sensor that detects measured values from which vehicle lateral acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle can be derived is turned from a straight running state until a predetermined steering angle is reached, and the sensor is turned while the vehicle is turning. an acquisition unit that acquires the measured values at multiple points in time detected by the
a slip angle calculation unit that calculates a tire slip angle at each of the time points based on the steering angle and the vehicle slip angle at each of the time points;
a lateral force calculation unit that calculates a lateral force acting on the front tire at each time point based on the speed, the vehicle lateral acceleration, the angular velocity, and the slip angle of the tire at each time point;
a data generation unit that generates data regarding cornering characteristics of the tire based on the lateral force and the slip angle of the tire at each of the plurality of points in time;
A system for generating data regarding tire cornering characteristics, comprising:

車両横方向加速度、角速度、速度、車両スリップ角および操舵角を導出可能な計測値を検出するセンサが取り付けられた車両を、直進走行状態から所定舵角になるまで旋回させ、旋回中に前記センサで検出した複数時点の前記計測値を取得することと、
各々の時点における操舵角及び車両スリップ角に基づいて、各々の時点におけるタイヤのスリップ角を算出することと、各々の時点における速度、車両横方向加速度、角速度、およびタイヤのスリップ角に基づいて、各々の時点における前輪タイヤに作用する横方向の力を算出することと、
前記複数時点それぞれの前記横方向の力と前記タイヤのスリップ角とに基づいて、タイヤのコーナリング特性に関するデータを生成することと、
を１又は複数のプロセッサに実行させる、プログラム。 A vehicle equipped with a sensor that detects measured values from which vehicle lateral acceleration, angular velocity, speed, vehicle slip angle, and steering angle can be derived is turned from a straight running state until a predetermined steering angle is reached, and the sensor is turned while the vehicle is turning. obtaining the measured values at multiple points in time detected by;
Calculating the tire slip angle at each time point based on the steering angle and vehicle slip angle at each time point, and based on the speed, vehicle lateral acceleration, angular velocity, and tire slip angle at each time point, Calculating the lateral force acting on the front tires at each point in time;
generating data regarding tire cornering characteristics based on the lateral force and slip angle of the tire at each of the plurality of points in time;
A program that causes one or more processors to execute.